Prosiding SNaPP2012 : Sains, Teknologi, dan Kesehatan
ISSN 2089-3582
VARIASI KUAT SIGNAL HF AKIBAT PENGARUH IONOSFER 1
1
Mumen Tarigan
Peneliti Bidang Teknologi Pengamatan, Pussainsa LAPAN Jl. DR. Junjunan No. 133 Bandung 40173 Telp.(022) 6012602 Fax.(022) 6014998 e-mail :
[email protected]
Abstrak. Ionosfer, yang merupakan daerah atmosfer terionisasi, berperan penting untuk media perambatan gelombang radio frekuensi tinggi, HF. Dengan menggunakan data kuat sinyal pemancar radio Malaysia frekuensi 5.965 MHZ pada bulan September, Oktober dan Nopember 2010, yang direkam dengan WinRadio di Bandung, diperoleh bahwa secara umum kuat sinyal yang diterima pada malam hari lebih besar dibandingkan dengan siang hari. Perbedaan nilai maksimum dan minimum kuat signal pada bulan September, Oktober dan Nopember secara berurutan adalah 5.94 µV, 9.77 µV dan 10.14 µV. Kata kunci : Ionosfer, frekuensi tinggi dan kuat sinyal
1.
Pendahuluan
Sebagaimana diketahui, bahwa dalam pentransmisian sinyal informasi dari satu tempat ke tempat lain dapat dilakukan melalui beberapa media, baik media fisik, yang berupa kabel/kawat (wire) maupun media non-fisik (bukan kabel/kawat), yang lebih dikenal dengan wireless, seperti halnya atmosfer. Dengan beberapa pertimbangan teknis dan terutama ekonomis, untuk komunikasi pentransmisian gelombang dalam jarak yang jauh, akan lebih efisien apabila menggunakan udara bebas sebagai media transmisinya. Hal ini memungkinkan karena gelombang radio atau RF (radio frequency) akan diradiasikan oleh antena sebagai matching device antara sistem pemancar dan udara bebas dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Gelombang ini merambat atau berpropagasi melalui atmosfer dari antena pemancar ke antena penerima yang jaraknya bisa mencapai beberapa kilometer, bahkan ratusan sampai ribuan kilometer. Ionosfer, yang merupakan daerah atmosfer terionisasi, dapat dibagi menjadi 4 daerah yaitu daerah D, E, F1 dan F2. Daerah D terletak pada ketinggian sekitar 50 – 90 km, daerah E antara 90 – 140 km, daerah F1 antara 140 – 210 km dan daerah F2 diatas 210 km. Daerah E dan F, berperan penting untuk memantulkan gelombang radio frekuensi tinggi, HF sedangkan lapisan D merupakan lapisan yang bersifat mengabsorbasi. Perambatan gelombang radio melalui ionosfer (Gambar 1), kuat sinyalnya yang diterima pada dasarnya selain bergantung pada power, frekuensi dan sistem antena yang digunakan oleh suatu pemancar, juga pada medium perambatannya.
315
316 |
Mumen Tarigan
Gambar 1. Perambatan gelombang radio melalui ionosfer pada siang hari
Salah satu peralatan elektronik yang dapat menerima dan merekam kuat sinyal dari suatu pemancar adalah WinRadio type 303 (Gambar 2). Alat tersebut dapat menerima gelombang radio pada frekuensi tinggi, yaitu antara 3 MHz sampai dengan 30 MHz.
Gambar 2. Penerima (receiver) WinRadio type 303.
Variasi kuat signal sangat diperlukan, berkaitan dengan kualitas penyampaian suatu informasi dengan menggunakan signal gelombang radio HF. Adapun kuat signal (signal strength), yang merupakan rekomendasi tehnik dari persatuan radio amatir internasional, IARU (International Amateur Radio Union), untuk komunikasi HF, ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. S-Meter, yang merupakan rekomendasi tehnik IARU, untuk penerimaan kuat signal HF.
S-reading S9+10dB S9 S8 S7 S6
HF μV (50Ω) 160.0 50.2 25.1 12.6 6.3
Signal strength dBm -63 -73 -79 -85 -91
Prosiding Seminar Nasional Penelitian dan PKM : Sains, Teknologi dan Kesehatan
Variasi Kuat Signal HF Akibat Pengaruh Ionosfer | 317
S5 S4 S3 S2 S1
3.2 1.6 0.8 0.4 0.2
-97 -103 -109 -115 -121
Variasi kuat signal dalam kategori S2 dan lebih besar adalah hal yang penting karena merupakan perubahan kuat signal yang dapat terdengar dengan telinga manusia, yang berkaitan berkaitan dengan penyampaian informasi melalui komunikasi radio. Pada kesempatan ini ingin diketahui perubahan harga kuat signal pada interval data yang diteliti. Penerimaan dan perekaman data kuat signal gelombang radio pada frekuensi 5.965 MHz yang dipancarkan oleh pemancar radio di Kajang, Malaysia (3.0 N; 101 E ), dilakukan dengan menggunakan peralatan WinRadio di Bandung (6.8 S; 107. 6 E). Hasil perekaman data kuat signal bulan September, Oktober dan Nopember , pada jam 00 LT sampai dengan jam 23 LT, dalam interval waktu 1 detik, kemudian diolah dengan menggunakan metode statistik. 2.
Data dan Pengolahan
2.1 Data Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data kuat sinyal (signal strength) radio Malaysia frekuensi 5.965 MHz, tanggal 19 sampai dengan 27 September dan 27 Oktober sampai dengan 31 Oktober 2010 ditunjukkan pada gambar serta tanggal 12 sampai dengan 18 Nopember 2010. Penggunaan data disesuaikan dengan kelengkapan data pada pada bulan tertentu. Adapun data yang digunakan adalah data pengamatan yang tersedia untuk hari yang berurutan. Variasi signal strength jam-an (jam 00 – jam 23) digunakan untuk mengetahui keterkaitan signal strength dengan lapisan ionosfer. Contoh hasil pengamatan signal strength bulan September, Oktober dan November 2010 ditunjukkan pada Gambar 1. 70
80
60
70
120
100
S ig n a l s t re n g t h (m v o lt )
S ig n a l s t r e n g t h ( m v o l t )
S i g n a l s t re n g t h ( m v o lt )
60
50
50
40
40
30
30
80
60
40
20 20
20
10
0
10
0
5
10 15 Waktu (jam)
1a
20
25
0
0
5
10
15 Waktu (jam)
1b
20
25
0
0
5
10 15 Waktu (jam)
20
25
1c
Gambar 1. Variasi kuat sinyal (Signal Strength) dalam interval detik, gelombang radio Malaysia frekuensi 5.965 MHz, yang diterima Winradio di Bandung pada tanggal, - (a) 19September, (d) 27Oktober dan (g) 12 Nopember 2010.
ISSN:2089-3582 | Vol 3, No.1, Th, 2013
318 |
Mumen Tarigan
2.2 Pengolahan Data Analisis secara statistik dilakukan untuk mengetahui menghitung harga rata rata detik dan jam-an dari kuat sinyal : n
x x
i
i 1
.......... (1)
n
Dengan x adalah kuat sinyal dalam detik dan n adalah jumlah data. Untuk memperoleh hasil kuat sinyal jam-an, nilai kuat sinyal pada setiap jam tertentu selama 24 jam (jam 01 sampai dengan jam 24) dirata ratakan untuk 5 data pengamatan (n=5). Perata rata-an tersebut digunakan untuk menghindari adanya data yang menyimpang cukup besar pada suatu jam pengamatan tertentu. Hasil kuat sinyal jam-an (jam 01 sampai dengan jam 23) dari frekuensi 5.965 MHz, tanggal 19 sampai dengan 27 September ditunjukkan pada gambar 2a dan 27 Oktober sampai dengan 31 Oktober 2010 ditunjukkan pada gambar 2b serta tanggal 12 sampai dengan 18 Nopember 2010 ditunjukkan pada Gambar 2C. 15
16
40 35
12
p e ru b a h a n S ig n a l s t r e n g t h (m v o lt )
p e ru b a h a n S ig n a l s t r e n g t h (m v o lt )
p e ru b a h a n S ig n a l s t re n g t h ( m v o lt )
14
30
10
10 8 6 4
25 20 15
5
10 5
2 0
0
5
10 15 Waktu (jam)
2a
20
25
0
0
5
10 15 Waktu (jam)
20
25
0
0
5
2b
10 15 Waktu (jam)
20
25
2c
Gambar 2. Kuat sinyal jam-an frekuensi radio Malaysia 5.965 MHz yang diterima oleh Winradio di Bandung, pada tanggal, (a) 19-27 September, (b) 27-31 Oktober dan 12-18 Nopember 2010.
Untuk memperoleh harga rata rata jam-an kuat sinyal pada bulan tertentu, nilai kuat sinyal pada jam yang sama pada bulan tertentu dirata ratakan setiap jam (jam 01 sampai dengan jam 24) dengan menggunakan persamaan 1. Grafik hasil perhitungan, harga rata rata jam-an kuat sinyal frekuensi 5.965 MHz, bulan September ditunjukkan pada gambar 3a, rata rata jam-an Oktober ditunjukkan pada Gambar 3b dan bulan Nopember 2010 ditunjukkan pada Gambar 3c.
Prosiding Seminar Nasional Penelitian dan PKM : Sains, Teknologi dan Kesehatan
Variasi Kuat Signal HF Akibat Pengaruh Ionosfer | 319 14
9
8
12
r a t a ra t a h a r ia n S ig n a l s t re n g t h ( m v o lt )
r a t a ra t a h a r ia n S ig n a l s t re n g t h ( m v o lt )
ra t a r a t a h a r ia n S ig n a l s t re n g t h ( m v o l t )
12
7
10
10
6
8
8
5
6
6
4
4
2
14
4
3
0
5
10 15 Waktu (jam)
20
25
2
0
3a
5
10 15 Waktu (jam)
20
25
3b
2
0
5
10 15 Waktu (jam)
20
25
3c
Gambar 3. harga rata rata jam-an kuat sinyal radio Malaysia frekuensi 5.695 yang diterima oleh WiNradio di Bandung bulan (a) September (b) Oktober dan (c) Nopember 2010.
Nilai harga rata rata jam-an kuat sinyal radio Malaysia, frekuensi 5.695 MHz bulan September, Oktober dan November 2010 ditunjukkan pada Tabel 2 Tabel 2. Rata rata jam-an kuat sinyal (signal strength) radio Malaysia frekuensi 5.965 MHz, September, Oktober dan Nopember 2010.
Jam 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Rata rata September 8.1511 6.8911 5.3756 5.5622 4.7644 4.3822 4.8889 3.8356 2.8444 3.0333 3.1200 2.8711 2.9311 2.8311 2.7889 2.4089 2.6067 3.2333 8.3533 6.0756 6.1889 8.2467 8.2333 6.5711
Rata rata Oktober 7.9767 6.9900 4.3700 4.6900 3.6333 3.0533 4.8367 2.8300 3.8300 3.8700 4.5800 3.9933 3.5033 3.3067 3.6367 3.7800 3.9933 4.1833 7.2933 7.3800 6.8367 7.4133 8.4000 12.5967
Rata rata Nopember 7.0600 10.3857 10.0629 7.1086 5.1314 4.6486 5.8229 3.9457 3.3971 3.3857 3.8371 3.7571 3.7343 3.7171 3.4486 3.3543 3.6057 4.2400 6.7829 7.8114 6.9114 8.1457 8.2743 13.4914
ISSN:2089-3582 | Vol 3, No.1, Th, 2013
320 |
Mumen Tarigan
3. Analisis dan Pembahasan Dari contoh data kuat sinyal (signal strength) gelombang radio Malaysia frekuensi 5.965 pada gambar 1a, 1b dan 1c tampak adanya variasi detik-an selama 24 jam. Hasil pengolahan data signal strength frekuensi 5.965 bulan September, Oktober dan November 2010 menunjukkan bahwa, secara umum harga minimum signal strength terjadi dalam rentang setelah matahari terbit dan sebelum matari terbenam dan harga maksimum pada saat sesudah matahari terbenam (gambar2). Perbedaan kuat sinyal (nilai maksimum dan minimum) akan semakin jelas terlihat pada gambar, dengan merata ratakan harga kuat sinyal untuk setiap jam dalam hari pengamatan untuk setiap bulan pengamatan (Gaambar 3). Diperoleh bahwa harga minimum pada bulan September adalah sebesar 2.4089 mikrovolt pada jam 16 dan maksimum 8.3533 mikrovolt. Pada bulan Oktober nilai kuat sinyal minimum adalah 2.8300 mikrovolt pada jam 08 dan maksimum 12.5967 mikrovolt pada jam 24, serta bulan November nilai minimum sebesar 3.3534 mikrovolt pada jam 16 dan maksimum sebesar 13.4914 terjadi pada jam 24 waktu setempat (local time). Perbedaan tersebut diakibatkan pada siang hari secara umum pembentukan lapisan D dan E ionosfer yang terjadi (Gambar1), akan mengabsorbsi energi gelombang radio sehingga mengakibatkan kuat sinyal mengalami penurunan dibandingkan malam hari, dimana lapisan ionosfer hanya satu lapisan yaitu lapisan F.
4. Kesimpulan Dari hasil pengolahan data kuat signal frekuensi 5.965 MHZ pada bulan September, Oktober dan Nopember diperoleh bahwa penerimaan kuat sinyal di Bandung pada malam hari lebih besar dibandingkan dengan siang hari, dengan perbedaan nilai maksimum dan minimum kuat signal pada bulan September, Oktober dan Nopember secara berurutan adalah 5.94 µV, 9.77 µV dan 10.14 µV. Perbedaan tersebut cukup signifikan, mengingat kuat sinyal sebesar 0.8 µV telah dapat didengar oleh manusia.
5. Daftar Pustaka Australian Government , Introduction to HF Radio Propagation (Online)”, IPS Radio and space service, http://www.ips.gov.au/Category/Educational/Radio.pdf. Sudjana, (1992). “ Metode Statistika”., Penerbit : Tarsito Bandung Teresa Liana dan Dadang Gunawan (2008), Field Strength Analysis on AM Receiver, Wireless and Signal Processing (WASP) Research Group Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Indonesia.
Prosiding Seminar Nasional Penelitian dan PKM : Sains, Teknologi dan Kesehatan
